Kể từ khi Sao Mộc nóng (hot Jupiter - chỉ những hành tinh khí khổng lồ nằm gần sao mẹ của chúng) lần đầu tiên được phát hiện vào năm 1995, các nhà thiên văn học đã cố gắng tìm hiểu về sự hình thành của những ngoại hành tinh vô cùng nóng và tiếp đến là về quỹ đạo của chúng. Các nhà thiên văn học của Đại học Johns Hopkins đã tìm ra cách xác định tuổi tương đối của các Sao Mộc nóng, sử dụng các phép đo mới từ tàu không gian Gaia, con tàu này đang theo dõi hơn một tỷ ngôi sao.
Tác giả chính Jacob Hamer, nghiên cứu sinh về Vật lý và Thiên văn, trình bày những phát hiện này vào ngày 13 tháng 6 tại Hội nghị Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ. Công trình này sẽ được công bố trên Astronomical Journal.
Những hành tinh này được gọi là Sao Mộc nóng vì hành tinh đầu tiên được phát hiện có hình dạng và kích thước tương tự như Sao Mộc trong Hệ Mặt Trời của chúng ta nhưng lại nằm cách sao mẹ gần gấp 20 lần so với Trái Đất nằm cách Mặt Trời, khiến nhiệt độ của những hành tinh này lên đến hàng nghìn độ C.
Những lý thuyết hiện nay về sự hình thành các hành tinh vẫn không thể giải thích được về những hành tinh loại này, vì vậy các nhà khoa học đã đưa ra những ý tưởng về sự hình thành của Sao Mộc nóng. Ban đầu thì các nhà khoa học đề xuất rằng Sao Mộc nóng có thể đã hình thành ở khoảng cách xa hơn, như Sao Mộc vậy, và sau đó di chuyển dần đến vị trí hiện nay do sự tương tác của chúng với đĩa khí và bụi của ngôi sao mẹ. Hoặc có thể là chúng được hình thành ở khoảng cách xa và mãi sau khi đĩa khí biến mất thì chúng mới tiến lại gần, trải qua một quá trình mạnh mẽ và dữ dội, gọi là di cư lệch tâm cao.
“Sự hình thành của những ngoại hành tinh này và cách mà chúng có được quỹ đạo như hiện nay là câu hỏi đã nhiều năm trong lĩnh vực của chúng tôi, đó là điều mà hàng nghìn nhà thiên văn học đã vật lộn để trả lời trong suốt hơn 25 năm,” đồng tác giả Kevin Schlaufman nói, ông là giáo sư về lĩnh vực giữa Thiên văn học thiên hà và ngoại hành tinh.
Một số Sao Mộc nóng có quỹ đạo trùng với mặt phẳng tự quay của ngôi sao của chúng, giống như những hành tinh trong Hệ Mặt Trời của chúng ta. Một số khác lại có quỹ đạo lệch ra khỏi mặt phẳng xích đạo của ngôi sao. Các nhà khoa học không thể chứng minh được liệu sự khác nhau về hình thể này được tạo ra bởi những quá trình hình thành khác nhau hay không, hay là chỉ có một con đường hình thành duy nhất là nhờ lực triều giữa các hành tinh và các ngôi sao. "Nếu không có các phương pháp đo tuổi một cách chính xác thì sẽ không thể có đủ được thông tin,” Hamer nói.
Hamer là một trong những nhà thiên văn học đầu tiên sử dụng dữ liệu mới từ vệ tinh Gaia để nghiên cứu tuổi của các hệ ngoại hành tinh, nhằm tìm ra cách mà chúng hình thành và phát triển. Khả năng xác định các vận tốc của các sao là chìa khóa cho việc xác định tuổi của chúng. Khi những ngôi sao ra đời, chúng di chuyển tương tự nhau ở bên trong thiên hà. Theo thời gian, vận tốc của chúng ngày ngày càng trở nên khác nhau, Hamer cho biết. Với những phương pháp mới, Hamer chứng tỏ được rằng các Sao Mộc nóng được hình thành theo nhiều cách.
“Cách hình thành thứ nhất diễn ra nhanh chóng và tạo nên hệ gần như đồng phẳng, cách kia thì diễn ra trong một thời gian dài hơn và tạo thành hệ lệch,” Hamer nói. “Kết quả của tôi cũng cho thấy rằng ở một vài hệ có khối lượng sao mẹ nhẹ hơn, lực triều cho phép các Sao Mộc nóng thay đổi lại trục quay của sao mẹ để nó có mặt phẳng tự quay khớp với quỹ đạo của chúng.”
Dữ liệu mới từ các kính thiên văn trên mặt đất và trong không gian đang giúp các nhà khoa học tìm hiểu thêm về các ngoại hành tinh. Vào tháng 4, nhiều nhóm của các nhà thiên văn học, một số người trong đó đến từ Johns Hopkins, đã báo cáo những phát hiện về bầu khí quyển của các Sao Mộc cực nóng, nhờ những quan sát từ Kính thiên văn Không gian Hubble.
Vũ Dũng
Theo Phys.org
